JP3839497B2

JP3839497B2 - Music synthesizer

Info

Publication number: JP3839497B2
Application number: JP21728594A
Authority: JP
Inventors: 千史竹内
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JPH0883076A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、複数のウェーブガイドをネットワーク化して楽音信号を合成する楽音合成装置に関し、特に、その構成の簡略化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子的に打楽器の楽音信号を合成する場合、従来はＰＣＭを用いた波形メモリ音源が多く用いられた。これは、打楽器系の楽音の場合、楽音が持続しないため、また、音高を制御する必要が少ないため、発音トリガに応じて一定速度でメモリをスキャンするのみでサンプリングによる高品位な楽音信号を合成することができたからである。
【０００３】
しかし、実際の打楽器は、そのチューニング，奏法，叩く位置などに応じて大きく音色が変化するものであるが、ＰＣＭ音源の場合、何度発音させても全く同一の楽音が発音されるため、ＰＣＭ音源で上記のような音色変化に対応することが困難であった。
【０００４】
そこで、近年打楽器系の音色に適した音源としてウェーブガイドを用いた音源が提案されている。ウェーブガイドとは、ドラムの皮，弦楽器の弦，管楽器の空気柱など振動の伝搬媒体をディレイ，フィルタなどを含む往復の信号伝達回路でシミュレートした回路である。一般的なウェーブガイドを図１に示す。ここでは、ループゲインおよび基本的な音色を決定するためのＩＩＲローパスフィルタ１５と、皮をミュートした音をシミュレートするためのＦＩＲハイパスフィルタ２４を有している。このウェーブガイドを用いて、たとえば、タム（両面に皮を張った円筒形の太鼓）の楽音を合成する場合、図８に示すように、平面的な広がりのある両面の皮をそれぞれ複数のウェーブガイドでシミュレートする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、タムの場合、両面の皮は円筒形のフレームやフレーム内の空気柱で結合されており、フレームの長さなどによって音色や音高が変化する。しかし、図８の回路では、両面の皮をシミュレートするウェーブガイドが加算器を介して互いに直接結合されており、ウェーブガイド間の結合度は固定であったため、結合度の違いによる音色変化を実現することができない欠点があった。しかし、全てのウェーブガイド間の結合を複雑にすると演算量が極めて多くなり、ハードウェアあるいはＤＳＰの負担が大きくなる欠点があった。
【０００６】
さらに、高品質な楽音を得ようとすれば皮をシミュレートするウェーブガイドの本数を増やす必要があるが、従来のウェーブガイドは各ウェーブガイド毎にループフィルタを持っているため、多くのフィルタ係数を同時に制御する必要があるなど、演算量，ソフトウェアの負担ともに大きい欠点があった。
【０００７】
この発明は、複雑な音色変化を実現でき、且つ、回路構成（演算）が簡単なウェーブガイド方式の楽音合成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、遅延手段を閉ループ接続して構成した複数のウェーブガイドを複数の系統にまとめ、各系統毎にウェーブガイドを並列接続し、さらに、各系統をフィードバック回路を介して相互に接続した楽音合成装置であって、前記フィードバック回路は、各系統から入力された信号に対して各系統別にそれぞれ第１の係数を乗じる第１の係数乗算手段と、前記各系統から入力された信号を合成する第１の加算手段と、この合成信号に第２の係数を乗じる第２の係数乗算手段と、前記第１の係数乗算手段から出力された各系統別の信号に前記第２の係数乗算手段から出力された合成信号を加算して元の系統に入力する各系統別に設けられた第２の加算手段と、を備え、前記第１の係数と第２の係数の合計値が１を超えないよう設定されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
この発明の、楽音合成装置は、複数のウェーブガイドを共鳴体をシミュレートする複数の系統にまとめる。各系統のウェーブガイドは並列接続する。並列接続された系統を互いにジャンクション回路を介して接続する。ジャンクション回路は、たとえば、結合用のウェーブガイドやフィードバック回路などである。このように接続することにより、結合度を変化させて音色を変化させることができるとともに、全ウェーブガイドをネットワーク化することに比して構成が簡略化される。
【００１１】
また、複数のウェーブガイドを用いる場合において、各ウェーブガイドを並列に接続してその出力信号を合成したのち、この信号をフィルタ回路に通す。さらに、この信号をウェーブガイド列の入力端子にもどす。これにより、ウェーブガイド内にフィルタを設ける必要がなくなり回路が簡略化され、且つ、演算が容易になり、ほぼ同様の音色機能を奏することができるようになる。
【００１２】
【実施例】
図１はこの発明の第１，第２の実施例に用いられるウェーブガイドを示す図である。ウェーブガイド１は往復の信号伝達路を有しており、振動伝達媒体の伝達特性を模倣する。往路（左側→右側）の信号伝達路は、加算器１０→ディレイ１１→加算器１２→ディレイ１３→係数乗算器１４→フィルタ１５→係数乗算器１８からなっている。加算器１０は左側入力と復路の出力とを加算して往路に入力する。ディレイ１１，１３はこの信号伝達路の長さを表す回路であり、その長さに応じた信号の遅延を行う。加算器１２は信号伝達路を伝達されてきた信号と駆動回路から入力されるエネルギデータとを加算する。エネルギデータは、たとえばドラムを叩いたときの衝撃力などを表現する値である。係数乗算器１４はこの信号伝達路のゲイン（減衰率）を表現する。フィルタ１５はこの信号伝達路の伝達特性を表現する。フィルタ１５はフィードバックによるＩＩＲローパスフィルタであり、１サイクル遅延させてフィードバックをかけるディレイ１７，係数乗算器１８およびこのフィードバック信号を伝達路の信号に加算する加算器１６からなっている。係数乗算器１９はこの往路の信号伝達路の信号を外部出力する場合のゲインを決定する。また、フィルタ１５から出力された信号は復路の加算器２０に入力される。
【００１３】
また、復路の信号伝達路は、加算器２０→ディレイ２１→加算器２２→ディレイ２３→フィルタ２４→係数乗算器２８からなっている。加算器２０は右側入力と往路の出力とを加算して復路に入力する。ディレイ２１，２３はこの信号伝達路の長さを表す回路であり、その長さに応じた信号の遅延を行う。加算器２２は信号伝達路を伝達されてきた信号と駆動回路から入力されるエネルギデータとを加算する。フィルタ２４はこの信号伝達路の伝達特性を表現する。フィルタ２４はフィードフォワードによるＦＩＲハイパスフィルタであり、１サイクル遅延させて前方に信号を供給するディレイ２７，係数乗算器２８，伝達路の信号にゲインをかける係数乗算器２５およびこれらの信号を加算する加算器２６からなっている。係数乗算器２９はこの復路の信号伝達路の信号を外部出力する場合のゲインを決定する。
【００１４】
加算器１２，１１から入力されたエネルギデータが、信号伝達路を伝達し、加算器１０，２０でループすることにより振動が形成される。この振動は係数乗算器１９、２９から外部出力される。
【００１５】
図２，図３は、この発明の第１の実施例を示す図である。図２は、２系統のウェーブガイド群の接続部を示す図である。図３は、該接続部を有する楽音合成装置の構成を示す図である。この楽音合成装置はドラムの発音機構をシミュレートしたものである。
【００１６】
図２において、複数のウェーブガイドは、２系統のウェーブガイド群３１，３２にまとめられている。この２系統のウェーブガイド群３１，３２は、結合用ウェーブガイド３０によって互いに結合されている。ウェーブガイド群３１の出力信号は加算器３３で加算される。加算器３３には結合用ウェーブガイド３０の左側出力も入力される。この加算器３３の出力信号は、ウェーブガイド群３１の入力端子に入力されるとともに、結合用ウェーブガイド３０の左側入力端子に入力される。また、ウェーブガイド群３２の出力信号は加算器３４で加算される。加算器３４には結合用ウェーブガイド３０の右側出力も入力される。この加算器３４の出力信号は、ウェーブガイド群３２の入力端子に入力されるとともに、結合用ウェーブガイド３０の左側入力端子に入力される。
【００１７】
このように接続することにより、全てのウェーブガイドをそれぞれ単独で接続してネットワークを構成する必要がなく、複数系統に分割されたウェーブガイド群のそれぞれを１つの結合係数をウェーブガイド３０で結合することにより、相互の結合をとることができ、結合用ウェーブガイド３０の係数を設定することにより結合度を調節することができる。
【００１８】
図３において、ウェーブガイド群３１の１本のウェーブガイドに駆動回路２からエネルギデータが入力される。ウェーブガイド群３１の右側の出力信号は加算器３５で加算される。加算器３５の出力はミキサ３７に出力されるとともに、同ウェーブガイド群３１の右側入力端子に入力される。また、左側の出力信号は、加算器３３で加算されて結合用ウェーブガイド３０の左（上）側入力端子に入力される。結合用ウェーブガイド３０の右側出力端子の出力は、ウェーブガイド群３１の左側入力端子に入力されるとともに、ミキサ３７に入力される。また、ウェーブガイド群３２の右側の出力信号は加算器３６で加算される。加算器３６の出力はミキサ３７に出力されるとともに、同ウェーブガイド群３２の右側入力端子に入力される。また、左側の出力信号は、加算器３４で加算されて結合用ウェーブガイド３０の右（下）側入力端子に入力される。結合用ウェーブガイド３０の左側出力端子の出力は、ウェーブガイド群３２の左側入力端子に入力されるとともに、ミキサ３７に入力される。
【００１９】
この回路構成において、ウェーブガイド群３１はドラムの上側の皮をシミュレートし、ウェーブガイド群３２は下側の皮をシミュレートする。駆動回路２から入力されるエネルギデータはドラムを叩いたときの衝撃エネルギをシミュレートする。さらに、結合用ウェーブガイド３０はドラムの胴内にある空気柱をシミュレートする。これにより、簡略化されたネットワークで、多数のウェーブガイド群の相互結合を図ることができる。また、上記回路はドラムのシミュレートのみならず、ハイハットなどの打楽器のシミュレートに適用することもできる。
【００２０】
また、図４，図５は、この発明の第２の実施例を示す図である。図４は、２系統のウェーブガイド群の接続部を示す図である。図５は、該接続部を有する楽音合成装置の構成を示す図である。この楽音合成装置は、第１の実施例と同様にドラムの発音機構をシミュレートしたものである。
【００２１】
上記第１の実施例では２系統のウェーブガイド群を結合用ウェーブガイドで結合していたが、ウェーブガイドは遅延回路を含むため、その遅延量により音色が変化するうえ、ＤＳＰでこの回路を実現した場合、結合用のウェーブガイド部分における演算量が多くなり、ＤＳＰの負担が増加するという欠点がある。そこで、この実施例では、ウェーブガイド３に代えてフィードバック回路４０を用い、このフィードバック回路４０で２系統のウェーブガイド群４１，４２を結合するようにしている。
【００２２】
フィードバック回路４０は、ウェーブガイド群４１の自己反射回路となる係数乗算器５１−加算器５４、ウェーブガイド群４２の自己反射回路となる係数乗算器５２−加算器５５、および、ウェーブガイド４１，４２の相互結合回路となる加算器５３−係数乗算器５０からなっている。係数乗算器５１には加算器４３からウェーブガイド群４１の出力信号の和が入力される。係数乗算器５２には加算器４４からウェーブガイド群４１の出力信号の和が入力される。ウェーブガイド群４１の出力信号の和およびウェーブガイド群４２の出力信号の和はそれぞれ、
【００２３】
【数１】

【００２４】
で表される。係数乗算器５１，５２は入力された信号の和に係数αを乗算する。係数乗算器５０は、ウェーブガイド４１，４２の信号の和を入力し、これに係数βを乗算する。このフィードバック回路４０が発振しない条件として、
【００２５】
【数２】

【００２６】
の条件が満たされる必要がある。これはエネルギ保存の法則である。α＋βを１よりも十分小さくすれば、ロスが増え、ミュートのような効果を得ることもできる。
【００２７】
なお、係数乗算器５０および係数乗算器５１の出力は加算器５４で加算されウェーブガイド群４１の入力端子に入力される。係数乗算器５０および係数乗算器５２の出力は加算器５５で加算されウェーブガイド群４２の入力端子に入力される。
【００２８】
図５において、ウェーブガイド群４１，ウェーブガイド群４２の左側の出力信号は加算器４５で全て加算される。加算器４５の出力はミキサ４６に出力されるとともに、ウェーブガイド群４１，４２の左側入力端子に入力される。一方、ウェーブガイド群４１の右側の出力信号は加算器４３で加算される。加算された信号の和はフィードバック回路４０の係数乗算器５１および加算器５３に入力される。また、ウェーブガイド群４２の右側の出力信号は加算器４４で加算される。加算された信号の和はフィードバック回路４０の係数乗算器５２および加算器５３に入力される。フィードバック回路４０の加算器５４の出力はウェーブガイド群４１の右側入力端子に戻されるとともに、ミキサ４６に入力される。また、フィードバック回路４０の加算器５５の出力はウェーブガイド群４２の右側入力端子に戻されるとともにミキサ４６に入力される。
【００２９】
上記の構成の回路において、α，βの値を種々に変更することにより、ウェーブガイド群４１，４２の結合度を変化させることができドラムの音色に変化を与えることができる。
【００３０】
図６，図７はこの発明の第３の実施例を示す図である。図６は、同実施例である楽音合成装置を示す図である。図７は同実施例に用いられるウェーブガイドを示す図である。この実施例では、ウェーブガイド群を構成するウェーブガイドからフィルタ（ループフィルタ）を省き、ウェーブガイド外に１つのフィルタ回路６６（ジャンクションフィルタ）を設けている。そして、全ウェーブガイドの出力信号を加算したものをフィルタ回路６６に通過させるようにしている。これにより、回路を簡略化し、且つ、機能は全てのウェーブガイドにフィルタを設けたのとほぼ同様の効果を実現している。
【００３１】
ジャンクションフィルタは、ループフィルタと異なりウェーブガイド中をループする信号成分にはフィルタ機能が働かない。しかし、全体の系としてはフィルタの特性が反映され、ハイパスフィルタの場合にはミュートした音、ローパスフィルタの場合には倍音の減衰の早い音といった変化を得ることができる。
【００３２】
図６において、ウェーブガイド群６１，ウェーブガイド群６２の左側の出力信号は加算器６５で全て加算される。加算器６５の出力はミキサ７０に出力されるとともに、フィルタ回路６６を介してウェーブガイド群６１，６２の左側入力端子に入力される。一方、ウェーブガイド群６１の右側の出力信号は加算器６３で加算される。加算された信号の和はミキサ７０に入力されるとともに該ウェーブガイド群６１の右側入力端子に入力される。また、ウェーブガイド群６２の右側の出力信号は加算器６４で加算される。加算された信号の和はミキサ７０に入力されるとともに該ウェーブガイド群６２の右側入力端子に入力される。
【００３３】
前記フィルタ回路６６は、フィルタ部８０，係数乗算器６８，６９および加算器６９からなっている。フィルタ部８０は加算器８１，係数乗算器８２，加算器８３およびディレイ８４からなっており、係数乗算器８２に入力される係数ｆｃによりカットオフ周波数が設定される。係数乗算器６８は、フィルタ部８０を通過した信号に対して係数ｆｘを乗算する。ｆｘはフィルタ回路６６の特性を決定するパラメータであり、ｆｘ＞０のときローパスフィルタとなり、ｆｘ＜０のときローカットフィルタとなる。このフィルタ回路６６をローパスフィルタに設定すると全体の系として高域がダンプされ倍音の減衰の早い音色となり、ローカットフィルタに設定すると全体と系として低域がダンプされミュートしたような音色となる。係数乗算器６７は櫛型フィルタ８０を通過しない信号に対して係数ｄｘを乗算する。係数ｄｘは、ｄｘ＋｜ｆｘ｜≦１となるように制御され、ｄｘ＝１のときフィルタはパスされる。
【００３４】
この実施例では、ウェーブガイド内のループフィルタを省略しているが、ループフィルタとジャンクションフィルタを併用し、基本的な音色をループフィルタで設定し、音色のリアルタイムな変化や、奏法による変化などはジャンクションフィルタで行う方法も考えられる。ジャンクションフィルタのみでは広範囲の音色をカバーできない場合は、この方式が特に有効である。この方式でも、リアルタイムに特性を制御するフィルタは１か所のみであるため、演算量，制御の負担は極めて少なくてすむ。
【００３５】
なお、この第３の実施例では、２系統のウェーブガイド群６１，６２を加算器６５で直接結合したが、第１，第２の実施例のジャンクションを用いてもよい。
【００３６】
なお、上記実施例は、ドラム系音色に限定したが、これ以外の音源や共鳴系，リバーブなどにも使えることは勿論である。また、２組以上のウェーブガイド群の結合にも容易に拡張可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、複数のウェーブガイドが複数系統に分割して、それぞれの系統をウェーブガイドで結合したことにより、ネットワークの構成を簡略化してドラムの空気柱やフレームなどの伝達系をシミュレートすることができる。
【００３８】
また、ループフィルタに代えてジャンクションフィルタを設けたことにより、回路構成を簡略化して、全ウェーブガイドにループフィルタを設けた場合とほぼ同様の音色変化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１，第２の実施例に用いられるウェーブガイドを示す図
【図２】この発明の第１の実施例を示す図
【図３】同第１の実施例を用いた楽音合成装置を示す図
【図４】この発明の第２の実施例を示す図
【図５】同第２の実施例を用いた楽音合成装置を示す図
【図６】この発明の第３の実施例である楽音合成装置を示す図
【図７】同第３の実施例に用いられるウェーブガイドを示す図
【図８】従来の楽音合成装置の構成を示す図
【符号の説明】
１，３０，３１，３２，４１，４２−ウェーブガイド
６１，６２−（ループフィルタを省略した）ウェーブガイド
４０−フィードバック回路
６６−ジャンクションフィルタ回路 [0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a musical sound synthesizer for synthesizing musical sound signals by networking a plurality of waveguides, and more particularly to simplification of the configuration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a musical tone signal of a percussion instrument is electronically synthesized, a waveform memory sound source using PCM is often used. This is because in the case of percussion musical sounds, since the musical sound does not last and there is little need to control the pitch, a high-quality musical sound signal is obtained by sampling only by scanning the memory at a constant speed according to the sound generation trigger. This is because they could be synthesized.
[0003]
However, although an actual percussion instrument has a timbre that varies greatly depending on the tuning, playing style, and hit position, the PCM sound source produces the exact same musical tone no matter how many times it is played. It was difficult for the sound source to cope with the timbre changes as described above.
[0004]
Therefore, in recent years, a sound source using a waveguide has been proposed as a sound source suitable for a percussion instrument type tone. A wave guide is a circuit in which a vibration propagation medium such as a drum skin, a string of a stringed instrument, or an air column of a wind instrument is simulated by a reciprocating signal transmission circuit including a delay and a filter. A typical waveguide is shown in FIG. Here, an IIR low-pass filter 15 for determining a loop gain and a basic timbre and an FIR high-pass filter 24 for simulating a sound with muted skin are provided. For example, when synthesizing a musical tone of a tom (cylindrical drum with skins on both sides) using this waveguide, as shown in FIG. Simulate with a guide.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of a tom, both skins are connected by a cylindrical frame or an air column in the frame, and the timbre and pitch change depending on the length of the frame. However, in the circuit of FIG. 8, the waveguides simulating the double-sided skin are directly coupled to each other via an adder, and the coupling degree between the waveguides is fixed. There were drawbacks that could not be realized. However, if the coupling between all the waveguides is complicated, the amount of calculation becomes extremely large, and there is a disadvantage that the burden on the hardware or the DSP becomes large.
[0006]
Furthermore, to obtain high-quality musical sounds, it is necessary to increase the number of waveguides that simulate the skin. However, since conventional waveguides have a loop filter for each waveguide, many filter coefficients are required. There is a major drawback in both the amount of computation and the burden on the software, such as the need to control them simultaneously.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a waveguide-type musical tone synthesizer that can realize complicated timbre changes and has a simple circuit configuration (calculation).
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The inventions are collectively a plurality of waveguides which constitute the delay means in a closed loop connected to a plurality of systems, the waveguide connected in parallel with each line was further connected to one another each system through a feedback circuit A tone synthesizer, wherein the feedback circuit synthesizes a signal input from each system with a first coefficient multiplier for multiplying a signal input from each system by a first coefficient for each system. A first addition means for multiplying, a second coefficient multiplication means for multiplying the synthesized signal by a second coefficient, and a signal for each system outputted from the first coefficient multiplication means for the second coefficient multiplication means. And a second adding means provided for each system that adds the combined signal output from the input signal and inputs it to the original system, and the total value of the first coefficient and the second coefficient does not exceed 1 Is set to And wherein the door.
[0010]
[Action]
The musical tone synthesizer of the present invention collects a plurality of waveguides into a plurality of systems that simulate a resonator. The waveguides of each system are connected in parallel. The systems connected in parallel are connected to each other via a junction circuit. The junction circuit is, for example, a coupling waveguide or a feedback circuit. By connecting in this way, the timbre can be changed by changing the degree of coupling, and the configuration is simplified as compared to networking all the waveguides.
[0011]
In the case of using a plurality of waveguides, the respective waveguides are connected in parallel and their output signals are synthesized, and then these signals are passed through a filter circuit. Further, this signal is returned to the input terminal of the waveguide row. As a result, it is not necessary to provide a filter in the waveguide, the circuit is simplified, the calculation is facilitated, and substantially the same timbre function can be achieved.
[0012]
【Example】
FIG. 1 is a view showing a waveguide used in the first and second embodiments of the present invention. The waveguide 1 has a reciprocating signal transmission path and imitates the transmission characteristics of a vibration transmission medium. The forward signal transmission path (left side → right side) is composed of adder 10 → delay 11 → adder 12 → delay 13 → coefficient multiplier 14 → filter 15 → coefficient multiplier 18. The adder 10 adds the left side input and the return path output and inputs the result to the forward path.

Delays

11 and 13 are circuits representing the length of the signal transmission path, and delay the signal according to the length. The adder 12 adds the signal transmitted through the signal transmission path and the energy data input from the drive circuit. The energy data is a value representing, for example, an impact force when the drum is struck. The coefficient multiplier 14 represents the gain (attenuation rate) of this signal transmission path. The filter 15 expresses the transfer characteristic of this signal transmission path. The filter 15 is an IIR low-pass filter based on feedback, and includes a delay 17 that delays one cycle and applies feedback, a coefficient multiplier 18, and an adder 16 that adds this feedback signal to the signal on the transmission path. The coefficient multiplier 19 determines a gain when the signal of the forward signal transmission path is output externally. The signal output from the filter 15 is input to the adder 20 on the return path.
[0013]
The return signal transmission path is composed of an adder 20 → delay 21 → adder 22 → delay 23 → filter 24 → coefficient multiplier 28. The adder 20 adds the right side input and the output of the forward path and inputs them to the return path.

Delays

21 and 23 are circuits representing the length of the signal transmission path, and delay the signal according to the length. The adder 22 adds the signal transmitted through the signal transmission path and the energy data input from the drive circuit. The filter 24 expresses the transfer characteristic of this signal transmission path. The filter 24 is a feedforward FIR high-pass filter, which delays one cycle and supplies a signal forward, a coefficient multiplier 28, a coefficient multiplier 25 that applies a gain to the signal on the transmission path, and adds these signals. An adder 26 is included. The coefficient multiplier 29 determines a gain when the signal on the signal transmission path in the return path is output externally.
[0014]
The energy data input from the

adders

12 and 11 is transmitted through the signal transmission path and loops at the

adders

10 and 20 to form vibration. This vibration is externally output from the

coefficient multipliers

19 and 29.
[0015]
2 and 3 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a connection part of two waveguide groups. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a musical tone synthesis apparatus having the connection portion. This musical tone synthesizer simulates the drum sounding mechanism.
[0016]
In FIG. 2, the plurality of waveguides are grouped into two

waveguide groups

31 and 32. The two

waveguide groups

31 and 32 are coupled to each other by a coupling waveguide 30. The output signals of the waveguide group 31 are added by an adder 33. The adder 33 also receives the left output of the coupling waveguide 30. The output signal of the adder 33 is input to the input terminal of the waveguide group 31 and also input to the left input terminal of the coupling waveguide 30. The output signal of the waveguide group 32 is added by the adder 34. The adder 34 also receives the right output of the coupling waveguide 30. The output signal of the adder 34 is input to the input terminal of the waveguide group 32 and also input to the left input terminal of the coupling waveguide 30.
[0017]
By connecting in this way, it is not necessary to connect all the waveguides individually to form a network, and each of the waveguide groups divided into a plurality of systems is combined with one coupling coefficient by the waveguide 30. Thus, mutual coupling can be achieved, and the degree of coupling can be adjusted by setting the coefficient of the coupling waveguide 30.
[0018]
In FIG. 3, energy data is input from the drive circuit 2 to one waveguide of the waveguide group 31. The output signal on the right side of the waveguide group 31 is added by the adder 35. The output of the adder 35 is output to the mixer 37 and input to the right input terminal of the waveguide group 31. The left output signal is added by the adder 33 and input to the left (upper) input terminal of the coupling waveguide 30. The output of the right output terminal of the coupling waveguide 30 is input to the left input terminal of the waveguide group 31 and also to the mixer 37. The output signal on the right side of the waveguide group 32 is added by the adder 36. The output of the adder 36 is output to the mixer 37 and input to the right input terminal of the waveguide group 32. The left output signal is added by the adder 34 and input to the right (lower) input terminal of the coupling waveguide 30. The output of the left output terminal of the coupling waveguide 30 is input to the left input terminal of the waveguide group 32 and also to the mixer 37.
[0019]
In this circuit configuration, the wave guide group 31 simulates the upper skin of the drum, and the wave guide group 32 simulates the lower skin. The energy data input from the drive circuit 2 simulates the impact energy when the drum is struck. In addition, the coupling waveguide 30 simulates an air column within the drum body. Thereby, it is possible to achieve mutual coupling of a large number of waveguide groups with a simplified network. Further, the above circuit can be applied not only to drum simulation but also to simulation of percussion instruments such as hi-hats.
[0020]
4 and 5 show the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a connection part of two waveguide groups. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a musical tone synthesis apparatus having the connection portion. This musical tone synthesizer simulates the drum sounding mechanism as in the first embodiment.
[0021]
In the first embodiment, the two waveguide groups are coupled by the coupling waveguide. However, since the waveguide includes a delay circuit, the tone changes depending on the delay amount, and this circuit is realized by the DSP. In such a case, there is a disadvantage that the amount of calculation in the waveguide portion for coupling increases and the burden on the DSP increases. Therefore, in this embodiment, a feedback circuit 40 is used in place of the waveguide 3, and the two

waveguide groups

41 and 42 are coupled by this feedback circuit 40.
[0022]
The feedback circuit 40 includes a coefficient multiplier 51-adder 54 serving as a self-reflection circuit for the waveguide group 41, a coefficient multiplier 52-adder 55 serving as a self-reflection circuit for the waveguide group 42, and the

waveguides

41, 42. The adder 53 and the coefficient multiplier 50 constitute a mutual coupling circuit. The sum of the output signals of the waveguide group 41 is input from the adder 43 to the coefficient multiplier 51. The sum of the output signals of the waveguide group 41 is input from the adder 44 to the coefficient multiplier 52. The sum of the output signals of the waveguide group 41 and the sum of the output signals of the waveguide group 42 are respectively
[0023]
[Expression 1]

[0024]
It is represented by The coefficient multipliers 51 and 52 multiply the sum of the input signals by a coefficient α. The coefficient multiplier 50 receives the sum of the signals from the

waveguides

41 and 42 and multiplies it by a coefficient β. As a condition that the feedback circuit 40 does not oscillate,
[0025]
[Expression 2]

[0026]
These conditions need to be met. This is the law of conservation of energy. If α + β is sufficiently smaller than 1, loss increases and an effect such as mute can be obtained.
[0027]
The outputs of the coefficient multiplier 50 and the coefficient multiplier 51 are added by the adder 54 and input to the input terminal of the waveguide group 41. The outputs of the coefficient multiplier 50 and the coefficient multiplier 52 are added by an adder 55 and input to the input terminal of the waveguide group 42.
[0028]
In FIG. 5, the output signals on the left side of the waveguide group 41 and the waveguide group 42 are all added by an adder 45. The output of the adder 45 is output to the mixer 46 and also input to the left input terminals of the

waveguide groups

41 and 42. On the other hand, the output signal on the right side of the waveguide group 41 is added by the adder 43. The sum of the added signals is input to the coefficient multiplier 51 and the adder 53 of the feedback circuit 40. The output signal on the right side of the waveguide group 42 is added by the adder 44. The sum of the added signals is input to the coefficient multiplier 52 and the adder 53 of the feedback circuit 40. The output of the adder 54 of the feedback circuit 40 is returned to the right input terminal of the waveguide group 41 and input to the mixer 46. The output of the adder 55 of the feedback circuit 40 is returned to the right input terminal of the waveguide group 42 and input to the mixer 46.
[0029]
In the circuit having the above configuration, by changing the values of α and β in various ways, the coupling degree of the

waveguide groups

41 and 42 can be changed, and the tone of the drum can be changed.
[0030]
6 and 7 show the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a musical tone synthesis apparatus according to the embodiment. FIG. 7 is a view showing a waveguide used in the embodiment. In this embodiment, a filter (loop filter) is omitted from the waveguides constituting the waveguide group, and one filter circuit 66 (junction filter) is provided outside the waveguide. Then, the sum of the output signals of all the waveguides is passed through the filter circuit 66. As a result, the circuit is simplified, and the function achieves substantially the same effect as when filters are provided for all waveguides.
[0031]
Unlike the loop filter, the junction filter does not work on signal components that loop in the waveguide. However, the characteristics of the filter are reflected in the entire system, and changes such as a muted sound in the case of a high-pass filter and a sound in which a harmonic overtone is quickly attenuated can be obtained.
[0032]
In FIG. 6, the output signals on the left side of the waveguide group 61 and the waveguide group 62 are all added by an adder 65. The output of the adder 65 is output to the mixer 70 and also input to the left input terminals of the

waveguide groups

61 and 62 via the filter circuit 66. On the other hand, the output signal on the right side of the waveguide group 61 is added by the adder 63. The sum of the added signals is input to the mixer 70 and input to the right input terminal of the waveguide group 61. The output signal on the right side of the waveguide group 62 is added by the adder 64. The sum of the added signals is input to the mixer 70 and input to the right input terminal of the waveguide group 62.
[0033]
The filter circuit 66 includes a filter unit 80, coefficient multipliers 68 and 69, and an adder 69. The filter unit 80 includes an adder 81, a coefficient multiplier 82, an adder 83, and a delay 84, and a cutoff frequency is set by a coefficient fc input to the coefficient multiplier 82. The coefficient multiplier 68 multiplies the signal that has passed through the filter unit 80 by the coefficient fx. fx is a parameter that determines the characteristics of the filter circuit 66. When fx> 0, it becomes a low-pass filter, and when fx <0, it becomes a low-cut filter. When this filter circuit 66 is set as a low-pass filter, the high frequency is dumped as a whole system and the tone of the overtone is quickly attenuated. The coefficient multiplier 67 multiplies the signal that does not pass through the comb filter 80 by the coefficient dx. The coefficient dx is controlled so that dx + | fx | ≦ 1, and when dx = 1, the filter is passed.
[0034]
In this example, the loop filter in the waveguide is omitted, but the loop filter and the junction filter are used together, and the basic tone is set with the loop filter. A method using a junction filter is also conceivable. This method is particularly effective when only a junction filter cannot cover a wide range of timbres. Even in this method, since there is only one filter for controlling characteristics in real time, the amount of calculation and the burden of control are very small.
[0035]
In the third embodiment, the two

waveguide groups

61 and 62 are directly coupled by the adder 65, but the junctions of the first and second embodiments may be used.
[0036]
Although the above embodiment is limited to drum-type timbres, it can of course be used for other sound sources, resonance systems, reverbs, and the like. Also, it can be easily expanded to join two or more sets of waveguides.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of waveguides are divided into a plurality of systems, and the respective systems are connected by the waveguides, thereby simplifying the network configuration and transmitting the drum air column, the frame, and the like. The system can be simulated.
[0038]
Further, by providing a junction filter in place of the loop filter, the circuit configuration can be simplified, and a timbre change almost the same as when the loop filter is provided in all the waveguides can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a waveguide used in the first and second embodiments of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a musical tone synthesizer using the second embodiment. FIG. 6 is a third diagram of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a wave guide used in the third embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional music synthesizer.
1, 30, 31, 32, 41, 42-Waveguide
61, 62-Waveguide (without loop filter)
40-feedback circuit
66-junction filter circuit

Claims

This is a musical sound synthesizer in which a plurality of waveguides constructed by connecting delay means in a closed loop are grouped into a plurality of systems, the waveguides are connected in parallel for each system, and each system is connected to each other via a feedback circuit. And
The feedback circuit includes a first coefficient multiplication unit that multiplies a signal input from each system by a first coefficient for each system, and a first addition unit that synthesizes a signal input from each system. The second coefficient multiplying unit for multiplying the combined signal by the second coefficient, and the combined signal output from the second coefficient multiplying unit to the signal for each system output from the first coefficient multiplying unit. Second addition means provided for each system that adds and inputs to the original system, and the total value of the first coefficient and the second coefficient is set not to exceed 1 A featured music synthesizer.